内容正文:
专题05 一元二次不等式的相关问题高频考点精讲
知识点1:一元二次不等式的概念
定义
一般地,我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式
一般
形式
ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0
【注意】(1)“一元”指的是只有一个未知数,不代表只有一个字母.
(2)“二次”指的是未知数的最高次数必须是2,且最高次项系数不为0.
知识点2:二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
1.二次函数的零点
一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
2.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
项目
Δ>0
Δ=0
Δ<0
y=ax2+bx+c(a>0)的图象
ax2+bx+c=0(a>0)的根
有两个不相等的实数根x1,x2(x1<x2)
有两个相等的实数根x1=x2=-
没有实数根
ax2+bx+c>0(a>0)的解集
{x
R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
x1<x<x2}
∅
∅
【注意】(1)零点不是点,而是函数的图象与x轴交点的横坐标.
(2)一元二次不等式的解集的端点就是对应的一元二次方程的根.
知识点3:含参一元二次不等式的解法
(1)若二次项系数含有参数,则需对二次项系数大于0、等于0与小于0进行讨论;
(2)若求对应一元二次方程的根需用公式,则应对判别式Δ进行讨论;
(3)若求出的根中含有参数,则应对两根的大小进行讨论.
知识点4:三个“二次”关系的应用
(1)一元二次不等式ax2+bx+c>0(a≠0)的解集的端点值是一元二次方程ax2+bx+c=0的根,也是函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的横坐标.
(2)二次函数y=ax2+bx+c的图象在x轴上方的部分,是由不等式ax2+bx+c>0的x的值构成的;图象在x轴下方的部分,是由不等式ax2+bx+c<0的x的值构成的,三者之间相互依存、相互转化.
考点一 一元二次方程根的分布问题
考点二 三个“二次”的关系
考点三 由一元二次不等式的解确定参数
考点四 解含有参数的一元二次不等式
考点五 一元二次不等式恒成立问题
考点六 一元二次不等式有解问题
考点七 一元二次不等式的实际应用
考点八 二次函数的图象分析与判断
考点一 一元二次方程根的分布问题
1.(25-26高一上·全国·专题训练)已知关于x的方程,方程一根小于1,一根大于1且小于2,求实数的取值范围.
2.(25-26高一上·重庆·期中)“”是“一元二次方程有两个正实根”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
3.(25-26高三上·北京·阶段检测)已知方程的两根一个比大另一个比小,则实数的范围是____________.
4.(25-26高一上·安徽合肥·期中)已知关于x的方程有两个大于2的相异实数根,则实数m的取值范围是( )
A.或 B.
C. D.或
5.(25-26高一上·四川德阳·阶段检测)(多选)设为实数,已知关于的方程,则下列说法正确的是( )
A.当时,方程的两个实数根之和为
B.方程无实数根的一个必要条件是
C.方程有两个不相等的正根的一个充分条件是
D.方程有一个正根和一个负根的充要条件是
6.(25-26高一上·江苏常州·期中)已知方程,且方程有两个大于1的实数根,则实数的取值范围为________.
考点二 三个“二次”的关系
7.(25-26高一上·江苏扬州·期中)已知关于的不等式的解集为或,则的解集为( ).
A. B.
C. D.
8.(25-26高一上·安徽宣城·期中)(多选)已知关于的一元二次不等式的解集为,则( )
A.且
B.
C.不等式的解集为
D.不等式的解集为
9.(25-26高一上·江苏无锡·期中)不等式的解集为,则函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
10.(25-26高一上·贵州贵阳·阶段检测)(多选)已知关于的一元二次不等式的解集为或,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.不等式的解集为
D.不等式的解集为
11.(25-26高一上·山东枣庄·阶段检测)(多选)已知关于的不等式的解集为,则下列说法正确的是( )
A.
B.不等式的解集为
C.
D.不等式的解集为
12.(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)(多选)已知关于x的不等式的解集是,则( )
A. B. C. D.
考点三 由一元二次不等式的解确定参数
13.(25-26高一上·甘肃天水·阶段检测)已知“,”为假命题,则的取值范围是________.
14.(25-26高一上·重庆·期中)不等式在上恒成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
15.(25-26高一上·湖南长沙·阶段检测)已知关于的不等式.
(1)若不等式的解集为,求实数的值;
(2)若不等式对任意实数恒成立,求实数的取值范围.
16.(25-26高一上·湖南·阶段检测)(1)已知关于x的不等式 对任意实数x恒成立,求实数m的取值范围.
(2)已知a为实数,解关于x的不等式:.
考点四 解含有参数的一元二次不等式
17.(25-26高一上·广东肇庆·阶段检测)(1)求不等式的解集;
(2)解关于的不等式:.
18.(25-26高一上·宁夏中卫·阶段检测)已知关于的不等式:.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)当时,求不等式的解集.
19.(25-26高一上·北京·期中)已知函数.
(1)若关于的不等式的解集为,求实数、的值;
(2)求关于的不等式的解集.
20.(25-26高一上·陕西宝鸡·阶段检测)(1)解关于的不等式;
(2)解关于的不等式.
21.(25-26高一上·天津和平·期中)已知函数.
(1)若不等式对一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
22.(25-26高一上·上海奉贤·期中)已知函数.
(1)若关于的不等式的解集是.求实数的值;
(2)若是关于的方程的两个根,求的最小值;
(3)若,解关于的不等式.
考点五 一元二次不等式恒成立问题
23.(25-26高一上·全国·专题训练)若命题“,”为假命题,求的取值范围.
24.(25-26高一上·全国·专题训练)对任意实数x,不等式恒成立,则a的取值范围是______.
25.(25-26高一上·四川南充·期中)已知二次函数.
(1)若时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
(2)若,解关于的不等式.
26.(25-26高一上·山东济南·开学考试)设命题:对任意,不等式恒成立;命题:存在,使得不等式成立.若,中至少有一个是假命题,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.或
27.(25-26高一上·福建宁德·阶段检测)已知函数
(1)当时,求不等式的解集;
(2)若,不等式恒成立,求的取值范围;
(3)解关于的不等式.
28.(25-26高一上·安徽芜湖·阶段检测)若,不等式恒成立,则实数a的取值范围为______.
考点六 一元二次不等式有解问题
29.(25-26高一上·甘肃白银·期中)若不等式有解,则实数的取值集合是_________.
30.(25-26高一上·湖北荆州·阶段检测)若存在,使,则的取值集合是( )
A. B.
C. D.
31.(25-26高一上·吉林长春·阶段检测)已知函数.
(1)若不等式的解集为,求实数的取值范围;
(2)当时,解关于的不等式;
(3)当时,不等式有解,求实数的取值范围.
32.(25-26高一上·浙江宁波·阶段检测)设函数.
(1)若命题:是假命题,求的取值范围;
(2)若存在,使得成立,求实数的取值范围.
33.(25-26高一上·安徽马鞍山·阶段检测)命题:“使得不等式成立”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
34.(25-26高一上·湖南张家界·期中)(1)若关于的不等式在上有解,求实数的取值范围;
(2)若不等式恒成立,求实数的取值范围.
考点七 一元二次不等式的实际应用
35.(25-26高一上·福建宁德·阶段检测)(多选)在一个限速40的弯道上,甲,乙两辆汽车相向而行,发现情况不对,同时刹车,但还是相撞了.事发后现场测得甲车的刹车距离略超过12,乙车的刹车距离略超过10.又知甲、乙两种车型的刹车距离S与车速之间分别有如下关系:两车是否超速下列判断正确的是( )
A.甲车超速 B.乙车超速 C.甲车无法判断 D.乙车无法判断
36.(25-26高一上·广东江门·期中)为摆脱美国政府针对中国高科技企业的封锁,加强自主性,某企业计划加大对芯片研发部的投入,据了解,该企业研发部原有100名技术人员,年人均投入a万元,现把原有技术人员分成两部分:技术人员和研发人员,其中技术人员x名(且),调整后研发人员的年人均投入增加,技术人员的年人均投入调整为万元.
(1)要使这名研发人员的年总投入不低于调整前100名技术人员的年总投入,求调整后的技术人员的人数最多多少人?
(2)是否存在这样的实数m,使得技术人员在已知范围内调整后,同时满足以下两个条件:①技术人员的年均投入始终不减少;②研发人员的年总投入始终不低于技术人员的年总投入.
37.(25-26高一上·上海青浦·期中)第六届中国国际进口博览会将于2023年11月5日至10日在国家会展中心(上海)举行,主题为“新时代共享未来”,届时将有很多展客商参与.为了解路况,现经过长期观测得到:在交通繁忙的时段内,某公路段汽车的车流量(千辆/小时)与汽车的平均速度(千米/小时)之间的函数关系为:.
(1)在该时段内,当汽车的平均速度为多少时,车流量最大?最大车流量为多少?(保留分数形式)
(2)若要求在该时段内车流量超过10千辆/小时,则汽车的平均速度应在什么范围内?
38.(25-26高一上·湖北襄阳·期中)中华人民共和国第14届冬季运动会将于2024年2月17日至2月27日在内蒙古自治区呼伦贝尔市举行,某公司为了竞标配套活动的相关代言,决定对旗下的某商品进行一次评估.该商品原来每件售价为25元,年销售 8万件.
(1)据市场调查,若价格每提高1元,销售量将相应减少0.2万件,要使销售的总收入不低于原收入,该商品每件定价最多为多少元?
(2)为了抓住此次契机,扩大该商品的影响力,提高年销售量,公司决定立即对该商品进行全面技术革新和营销策略改革,并提高定价到元.公司拟投入 万元作为技改费用,投入50万元作为固定宣传费用,投入 万元作为浮动宣传费用.试问:当该商品改革后的销售量 至少应达到多少万件时,才可能使改革后的销售收入不低于原收入与总投入之和?并求出此时商品的每件定价.
考点八 二次函数的图象分析与判断
39.(25-26高一上·山东潍坊·开学考试)(多选)如图,抛物线与x轴交于点,点,下列结论正确的为( )
A. B.
C. D.
40.(25-26高一上·广东揭阳·开学考试)如图,已知二次函数的图象顶点在第一象限,且经过、两个点.则下列说法正确的是:( )
①;②;③;④.
A.①②④ B.①③④ C.②③④ D.①②③④
41.(25-26高一上·福建厦门·开学考试)(多选)如图,二次函数的图象与x轴交于点,与y轴交于点B,对称轴为直线,则( )
A. B.
C.若实数,则 D.若,则
42.(25-26高一上·福建厦门·开学考试)(多选)抛物线的顶点坐标为,其大致图象如图所示,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.若方程有两个根,且;则
D.若方程有四个根,则这四个根的和为4
43.(25-26高一上·江西赣州·阶段检测)抛物线的部分图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
44.(25-26高一上·广东广州·期末)(多选)如图,二次函数的对称轴为,且与轴交于点,则( )
A.
B.
C.的解集为
D.的解集为
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专题05 一元二次不等式的相关问题高频考点精讲
知识点1:一元二次不等式的概念
定义
一般地,我们把只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的不等式,称为一元二次不等式
一般
形式
ax2+bx+c>0或ax2+bx+c<0,其中a,b,c均为常数,a≠0
【注意】(1)“一元”指的是只有一个未知数,不代表只有一个字母.
(2)“二次”指的是未知数的最高次数必须是2,且最高次项系数不为0.
知识点2:二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
1.二次函数的零点
一般地,对于二次函数y=ax2+bx+c,我们把使ax2+bx+c=0的实数x叫做二次函数y=ax2+bx+c的零点.
2.二次函数与一元二次方程、不等式的解的对应关系
项目
Δ>0
Δ=0
Δ<0
y=ax2+bx+c(a>0)的图象
ax2+bx+c=0(a>0)的根
有两个不相等的实数根x1,x2(x1<x2)
有两个相等的实数根x1=x2=-
没有实数根
ax2+bx+c>0(a>0)的解集
{x
R
ax2+bx+c<0(a>0)的解集
x1<x<x2}
∅
∅
【注意】(1)零点不是点,而是函数的图象与x轴交点的横坐标.
(2)一元二次不等式的解集的端点就是对应的一元二次方程的根.
知识点3:含参一元二次不等式的解法
(1)若二次项系数含有参数,则需对二次项系数大于0、等于0与小于0进行讨论;
(2)若求对应一元二次方程的根需用公式,则应对判别式Δ进行讨论;
(3)若求出的根中含有参数,则应对两根的大小进行讨论.
知识点4:三个“二次”关系的应用
(1)一元二次不等式ax2+bx+c>0(a≠0)的解集的端点值是一元二次方程ax2+bx+c=0的根,也是函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的横坐标.
(2)二次函数y=ax2+bx+c的图象在x轴上方的部分,是由不等式ax2+bx+c>0的x的值构成的;图象在x轴下方的部分,是由不等式ax2+bx+c<0的x的值构成的,三者之间相互依存、相互转化.
考点一 一元二次方程根的分布问题
考点二 三个“二次”的关系
考点三 由一元二次不等式的解确定参数
考点四 解含有参数的一元二次不等式
考点五 一元二次不等式恒成立问题
考点六 一元二次不等式有解问题
考点七 一元二次不等式的实际应用
考点八 二次函数的图象分析与判断
考点一 一元二次方程根的分布问题
1.(25-26高一上·全国·专题训练)已知关于x的方程,方程一根小于1,一根大于1且小于2,求实数的取值范围.
【答案】
【分析】由二次函数的图像性质求解
【详解】若,则方程化为,只有一个解,与题意不符;
若,,
方程一根小于1,一根大于1且小于2,则大致图象:
所以,解得,即的取值范围是.
2.(25-26高一上·重庆·期中)“”是“一元二次方程有两个正实根”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【分析】根据一元二次方程根的分布可得出关于实数的不等式组,求出实数的取值范围,再利用集合的包含关系判断可得出结论.
【详解】设一元二次方程的两个正实根分别为、,
由题意可得,解得,
因为,
所以,“”是“一元二次方程有两个正实根”的必要不充分条件.
故选:B.
3.(25-26高三上·北京·阶段检测)已知方程的两根一个比大另一个比小,则实数的范围是____________.
【答案】
【分析】根据二次方程根的分布可得出关于实数的不等式,即可解得实数的取值范围.
【详解】因为方程的两根一个比大另一个比小,
则,解得,
因此,实数的取值范围是.
故答案为:.
4.(25-26高一上·安徽合肥·期中)已知关于x的方程有两个大于2的相异实数根,则实数m的取值范围是( )
A.或 B.
C. D.或
【答案】B
【分析】设关于x的方程的两个根分别为,根据满足的条件列不等式组,解不等式组即可得实数的取值范围.
【详解】设关于x的方程的两个根分别为,
则由根与系数的关系,知
所以由题意知,
即 ,解得.
故选:B.
5.(25-26高一上·四川德阳·阶段检测)(多选)设为实数,已知关于的方程,则下列说法正确的是( )
A.当时,方程的两个实数根之和为
B.方程无实数根的一个必要条件是
C.方程有两个不相等的正根的一个充分条件是
D.方程有一个正根和一个负根的充要条件是
【答案】BD
【分析】根据一元二次方程根的判别,结合充分条件与必要条件的定义,可得答案.
【详解】对于A,当时,方程为,而方程无实根,故A错误;
对于B,由题意可得,
由,解得,,故B正确;
对于C,由题意可得,
由B可知不等式的解集为,
解不等式可得,
所以不等式组的解集为,,故C错误,
对于D,由题意可得,解得,故D正确.
故选:BD.
6.(25-26高一上·江苏常州·期中)已知方程,且方程有两个大于1的实数根,则实数的取值范围为________.
【答案】
【分析】根据一元二次方程有两个大于个实数根列不等式,结合韦达定理求得正确答案.
【详解】方程有两个大于的实数根,
则,
由题意可得,可得,
代入可得,解得,
所以实数的取值范围为.
故答案为:.
考点二 三个“二次”的关系
7.(25-26高一上·江苏扬州·期中)已知关于的不等式的解集为或,则的解集为( ).
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】直接根据三个二次的关系解得系数的关系,进而直接解一元二次不等式可得.
【详解】关于的不等式的解集为或,
故,且,整理得到,
所以不等式,即,解得,
故选:A.
8.(25-26高一上·安徽宣城·期中)(多选)已知关于的一元二次不等式的解集为,则( )
A.且
B.
C.不等式的解集为
D.不等式的解集为
【答案】BC
【分析】根据题意,转化为和是方程的两个实数根,且,结合韦达定理,可判定A错误;令,可得判定B正确;把不等式转化为可得,可判定C正确;把不等式转化为,可判定D错误.
【详解】对于A,由不等式的解集为,
可得和是方程的两个实数根,且,
则,可得,所以A不正确;
对于B,由A知:是方程的两个实数根,可得,所以B正确;
对于C,由且,则不等式,即为,
可得,解得,所以不等式的解集为,所以C正确;
对于D,由且,不等式,即为,
可得,解得,所以D错误.
故选:BC.
9.(25-26高一上·江苏无锡·期中)不等式的解集为,则函数的图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】根据三个二次的关系,求解间的数量关系,代入函数,分析即可判断函数图象.
【详解】因为的解集为,
所以方程的两根分别为和,且,
则,解得,
故函数的图象开口向下,
且与轴的交点坐标为和,故选项的图象符合.
故选:A.
10.(25-26高一上·贵州贵阳·阶段检测)(多选)已知关于的一元二次不等式的解集为或,则下列结论正确的是( )
A.
B.
C.不等式的解集为
D.不等式的解集为
【答案】ACD
【分析】利用一元二次不等式的解集用表示,再逐项判断即可.
【详解】由关于的一元二次不等式的解集为或,
得是方程的根,且,则,即,对于A,,A正确;
对于B,,故B错误;
对于C,不等式,化为,解得,故C正确;
对于D,不等式,化为,
因为,所以,所以,
所以,解得,故D正确.
故选:ACD.
11.(25-26高一上·山东枣庄·阶段检测)(多选)已知关于的不等式的解集为,则下列说法正确的是( )
A.
B.不等式的解集为
C.
D.不等式的解集为
【答案】ABD
【分析】由一元二次不等式的解集得到一元二次方程的解,由韦达定理得到的关系式,且,从而判断A正确,解不等式得到BD正确,由得到C错误.
【详解】由题意得:的解为和,且,
所以,解得:,
故A正确,
,即,解得:,故B正确;
,故C错误;
变形为,不等式除以得:,
解得:,故D正确.
故选:ABD
12.(25-26高一上·江苏苏州·阶段检测)(多选)已知关于x的不等式的解集是,则( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【分析】根据一元二次不等式解集可知,和是方程的两根,再由韦达定理即可确定结论.
【详解】不等式的解集是,
所以,和是方程的两根.
所以,所以,所以A正确,B错误;
,所以C正确;
,所以D错误.
故选:AC
考点三 由一元二次不等式的解确定参数
13.(25-26高一上·甘肃天水·阶段检测)已知“,”为假命题,则的取值范围是________.
【答案】
【分析】根据命题的否定为真命题,写出命题的否定,然后分和两种情况讨论求解.
【详解】因为“,”为假命题,所以其否定“,”是真命题,
当时,不等式变为,解得,这与矛盾,所以.
当时,要使,恒成立,
则得.
故答案为:
14.(25-26高一上·重庆·期中)不等式在上恒成立的一个充分不必要条件是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】分别讨论和的情况,可求得不等式恒成立的充要条件;依次判断各选项的推出关系即可得到结果.
【详解】若不等式在上恒成立,
则当时,恒成立,满足题意;
当时,,解得:;
若不等式在上恒成立,则;
对于A,,,
是不等式在上恒成立的充分不必要条件,A正确;
对于B,是不等式在上恒成立的充要条件,B错误;
对于C,,,
是不等式在上恒成立的既不充分也不必要条件,C错误;
对于D,,,
是不等式在上恒成立的既不充分也不必要条件,D错误.
故选:A.
15.(25-26高一上·湖南长沙·阶段检测)已知关于的不等式.
(1)若不等式的解集为,求实数的值;
(2)若不等式对任意实数恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)由题意可得方程的解为,再利用韦达定理求解即可;
(2)分和两种情况讨论结合根的判别式求解即可.
【详解】(1)因为不等式的解集为,
所以方程的解为,
则,解得;
(2)当,即时,恒成立;
当时,
则,解得,
综上所述,实数的取值范围为.
16.(25-26高一上·湖南·阶段检测)(1)已知关于x的不等式 对任意实数x恒成立,求实数m的取值范围.
(2)已知a为实数,解关于x的不等式:.
【答案】(1);(2)答案见解析.
【分析】(1)根据给定条件,按是否为0分类,再利用一元二次不等式恒成立列式求解.
(2)将给定不等式两边平方化成含参数的一元二次不等式,再按对应方程根的大小分类求解.
【详解】(1)不等式 对任意实数x恒成立,
当时,恒成立,则符合题意;
当时,,解得,
所以实数m的取值范围是.
(2)不等式,
则,
当,即时,;
当,即时,解得;
当,即时,解得,
所以当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
考点四 解含有参数的一元二次不等式
17.(25-26高一上·广东肇庆·阶段检测)(1)求不等式的解集;
(2)解关于的不等式:.
【答案】(1);(2)答案见解析
【分析】(1)将不等式二次项系数化正后直接求解即可;
(2)因式分解,结合分类讨论,根据一元二次不等式的解的性质即可求解.
【详解】(1)因,
故原不等式的解集为.
(2)由不等式,得,
又因为,所以原不等式等价于,
当时,,此时不等式无解;
当时,,解得;
当时,,解得;
综上:当时,解集为;
当时,解集为;
当时,解集为.
18.(25-26高一上·宁夏中卫·阶段检测)已知关于的不等式:.
(1)当时,求不等式的解集;
(2)当时,求不等式的解集.
【答案】(1)或
(2)答案见解析
【分析】(1)由一元二次不等式的解法可得结果;
(2)先将不等式转化为,分类讨论可得结果.
【详解】(1)时,不等式为,即,解得或,
所以不等式的解集为或;
(2)当时,不等式可化为,即,
①若,则不等式为,不等式的解集为;
②若,则,解不等式得,不等式的解集为;
③若,则,解不等式得,不等式的解集为.
综上,当时,不等式的解集为;当时,不等式的解集为;当时,不等式的解集为.
19.(25-26高一上·北京·期中)已知函数.
(1)若关于的不等式的解集为,求实数、的值;
(2)求关于的不等式的解集.
【答案】(1),
(2)答案见解析
【分析】(1)分析可知,且关于的方程的两根分别为、,解方程,根据题意可得出关于、的等式,解之即可;
(2)将所求不等式变形为,对实数的取值进行分类讨论,结合一次不等式、二次不等式的解法可得出原不等式的解集.
【详解】(1)因为关于的不等式的解集为,则,
且关于的方程的两根分别为、,
由得,解得或,
由题意可得,故.
(2)不等式即为,
当时,不等式即为,解得;
当时,,解原不等式可得或;
当时,,
(i)当时,即当时,原不等式即为,该不等式无解;
(ii)当时,即当时,解原不等式可得;
(iii)当时,即当时,解原不等式可得.
综上所述,当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为;
当时,原不等式的解集为.
20.(25-26高一上·陕西宝鸡·阶段检测)(1)解关于的不等式;
(2)解关于的不等式.
【答案】(1)
(2)当时不等式的解集为;
当时不等式的解集为;
当时不等式的解集为;
当时不等式的解集为;
当时不等式的解集为.
【分析】(1)解法1:移项、通分、等价转化为一元二次不等式(组),解得即可;解法2:分和两种情况讨论,分别得到一元一次不等式(组),解得即可;
(2)依题意可得,再分、两大类讨论,当时求出所对应方程的根,再分类讨论.
【详解】(1)解法1:不等式,即,即,即,
等价于,解得或,
所以不等式的解集为;
解法2:不等式,则或,
解得或,
所以不等式的解集为;
(2)关于的不等式,即,
当时,原不等式即,解得,此时不等式的解集为;
当时,关于的方程的两个根分别为和,
①当时,解不等式得,即原不等式的解集为;
②当时,不等式无解,即原不等式的解集为;
③当时,解不等式得,即原不等式的解集为;
④当时,解不等式得或,即原不等式的解集为.
综上可得:当时不等式的解集为;
当时不等式的解集为;
当时不等式的解集为;
当时不等式的解集为;
当时不等式的解集为.
21.(25-26高一上·天津和平·期中)已知函数.
(1)若不等式对一切实数恒成立,求实数的取值范围;
(2)解关于的不等式.
【答案】(1);
(2)当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为或;
当时,不等式的解集为.
【分析】(1)按照和讨论求解,在的情况下,的解集为,则有,计算求解;
(2)所求不等式转化为,按照,,这三种情况讨论求解.
【详解】(1)当,即时,,解集不为,不符合题意;
当,即时,的解集为,
,即,
解得,
综上,实数的取值范围为;
(2)转化为,
即,
当,即时,不等式为,解得,
当,即时,
转化为,
而,
则转化为或,
当,即时,
转化为,
而,
则转化为,
综上可知,当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为或;
当时,不等式的解集为.
22.(25-26高一上·上海奉贤·期中)已知函数.
(1)若关于的不等式的解集是.求实数的值;
(2)若是关于的方程的两个根,求的最小值;
(3)若,解关于的不等式.
【答案】(1)
(2)
4
(3)
①当时,原不等式的解集为;
②当时,原不等式的解集为;
③当时,原不等式的解集为;
④当时,原不等式的解集为
【分析】(1)利用韦达定理即可求解;
(2)由韦达定理以及基本不等式即可求解;
(3)因式分解,对分类讨论,即可结合一元二次不等式的解的形式求解.
【详解】(1)由题意:方程的两根为,且,
所以.
所以.
(2)由韦达定理可得:,
所以.
因为,所以(当且仅当时取“=”).
又当时,方程为,因为,所以方程有两个根.
所以的最小值为4.
(3)当时,由可化为:.
因为,若,则原不等式可化为:;
若,
当时,的两根为,
①当时,原不等式的解集为;
②当时,原不等式的解集为;
③当时,原不等式的解集为;
综上可知:
①当时,原不等式的解集为;
②当时,原不等式的解集为;
③当时,原不等式的解集为;
④当时,原不等式的解集为.
考点五 一元二次不等式恒成立问题
23.(25-26高一上·全国·专题训练)若命题“,”为假命题,求的取值范围.
【答案】
【分析】将题干转化为“,”为真命题,进而有,即可求参数范围.
【详解】命题“,”为假命题,
则命题的否定“,”为真命题,
,即,解得,
实数的取值范围是.
24.(25-26高一上·全国·专题训练)对任意实数x,不等式恒成立,则a的取值范围是______.
【答案】
【分析】分和两种情况讨论,再结合一元二次不等式恒成立问题可得结果.
【详解】①当时,原不等式可化为,显然恒成立
②当时,一元二次不等式恒成立,
所以且,
即,解得.
综上可知,.
故实数a的取值范围为
25.(25-26高一上·四川南充·期中)已知二次函数.
(1)若时,不等式恒成立,求实数的取值范围.
(2)若,解关于的不等式.
【答案】(1);
(2)
当时,不等式解集为,
当时,不等式解集为,
当时,不等式解集为.
【分析】(1)问题化为时,应用基本不等式求最小值,即可得;
(2)由题设,讨论参数并求出对应解集;
【详解】(1)不等式,即,
当时,可变形为,即,
又,当且仅当,即时等号成立,
,即,实数的取值范围是;
(2),等价于,即,
由,方程的两根为,,
①当时,即时,解不等式得:;
②当时,即,不等式的解集为;
③当时,即,解不等式得:.
综上所述,
当时,不等式解集为,
当时,不等式解集为,
当时,不等式解集为.
26.(25-26高一上·山东济南·开学考试)设命题:对任意,不等式恒成立;命题:存在,使得不等式成立.若,中至少有一个是假命题,则实数的取值范围为( )
A. B.
C. D.或
【答案】D
【分析】先由二次函数的性质求出为真时,解二次不等式可得命题等价于,可求p,q都是真命题的范围,进而可得答案.
【详解】若p为真命题,即对任意,不等式恒成立,
等价于当时,,
当时,,
即,所以;
若q为真命题,即存在,不等式成立,
等价于当时,.
由于,,所以,解得.
若p,q都是真命题,则;
所以,若命题p,q中至少有一个是假命题,则或.
故选:D.
27.(25-26高一上·福建宁德·阶段检测)已知函数
(1)当时,求不等式的解集;
(2)若,不等式恒成立,求的取值范围;
(3)解关于的不等式.
【答案】(1)
(2)
(3)
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为.
【分析】(1)转化为不含参数的一元二次不等式求解.
(2)转化为在给定区间上,二次不等式恒成立的问题,再结合分离参数法,求参数的取值范围.
(3)分类讨论,解含参数的一元二次不等式.
【详解】(1)当时,或.
所以不等式的解集为.
(2),因为,所以,.
问题转化为,.
设,则二次函数,对称轴为,
所以在上单调递减,所以.
所以..
即的取值范围为.
(3)即.
当时,不等式可化为:,解得;
当时,不等式可化为:.
若即时,解得;
若即时,不等式无解;
若即时,解得.
当时,不等式可化为,解得或.
综上,当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为.
28.(25-26高一上·安徽芜湖·阶段检测)若,不等式恒成立,则实数a的取值范围为______.
【答案】
【分析】设,结合二次函数图像可得:,解不等式即可求解.
【详解】设,要使,不等式恒成立,结合二次函数图像可得:,即,解得:,
故答案为:
考点六 一元二次不等式有解问题
29.(25-26高一上·甘肃白银·期中)若不等式有解,则实数的取值集合是_________.
【答案】
【分析】结合二次函数的性质及判别式求解即可.
【详解】由题意,可得,即,
则实数的取值集合是.
故答案为:.
30.(25-26高一上·湖北荆州·阶段检测)若存在,使,则的取值集合是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】先求出命题的否定为真时,的范围,再求其补集即可.
【详解】命题存在,使的否定为,使,
若,使为真,
则,所以,
故若存在,使则,
所以的取值集合是.
故选:A.
31.(25-26高一上·吉林长春·阶段检测)已知函数.
(1)若不等式的解集为,求实数的取值范围;
(2)当时,解关于的不等式;
(3)当时,不等式有解,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为.
(3)
【分析】(1)分为,以及讨论,根据解集列出不等式组,求解即可得出答案;
(2)原不等式可化为.先求解的解集,进而解出时,得出的解集.然后分为与,结合的范围得出两根的大小关系,进而得出答案;
(3)不等式转化为,分离参数得出,换元,整理得出,进而根据基本不等式,得出,即可得出范围.
【详解】(1)①当,即时,原不等式化为,解集为,不合题意;
②当,即时,
的解集为R,即的解集为R,
则应有,
即,解得.
综上,的取值范围是.
(2)由已知可得,
即,即.
当时,即时,不等式化为,解得;
当时,有,
解方程,可得或.
①当,又可得时,即时,有,
则解不等式可得,或;
②当,即时有,
解不等式可得,.
综上所述,当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为;
当时,不等式的解集为.
(3)不等式,即,
即.
由恒成立,则在时有解,
设,时有,
,
,当且仅当,即时等号成立,
,当且仅当时等号成立,
所以,实数的取值范围为.
32.(25-26高一上·浙江宁波·阶段检测)设函数.
(1)若命题:是假命题,求的取值范围;
(2)若存在,使得成立,求实数的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)根据命题为真命题,求出实数的取值范围,从而可求出命题为假命题时,实数的取值范围;
(2)由题意对于,使有解,分离参数得在上能成立,利用基本不等式求得即可求解的取值范围.
【详解】(1)若命题:是真命题,则,不等式成立,
当时,,显然不成立;
当时,函数为二次函数,
若即,则,满足题意;
若即,则,所以,
综上,或.
所以命题:是假命题时,;
(2)存在,使得成立,
即对于,使有解,
即在上能成立,所以,
因为,当且仅当即时等号成立,
所以.
33.(25-26高一上·安徽马鞍山·阶段检测)命题:“使得不等式成立”是真命题,则实数的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据题意,转化为不等式在有解,结合二次函数的性质,求得其最小值,即可求解.
【详解】由使得不等式成立是真命题,
即不等式在有解,
因为,当时,,
所以,即实数的取值范围为.
故选:C.
34.(25-26高一上·湖南张家界·期中)(1)若关于的不等式在上有解,求实数的取值范围;
(2)若不等式恒成立,求实数的取值范围.
【答案】(1);(2).
【分析】(1)题目转化为,利用均值不等式计算最值得到答案.
(2)变换得到,计算函数的最小值得到答案.
【详解】(1)当时,有解,
即在上有解,
又,于是等价于,
故,又,
当且仅当即,即时等号成立,所以
所以实数的取值范围是
(2)当时,恒成立.
因为,且当时有最大值为,
所以等价于.
在区间上的最小值为,故只需即可,
所以实数的取值范围是.
考点七 一元二次不等式的实际应用
35.(25-26高一上·福建宁德·阶段检测)(多选)在一个限速40的弯道上,甲,乙两辆汽车相向而行,发现情况不对,同时刹车,但还是相撞了.事发后现场测得甲车的刹车距离略超过12,乙车的刹车距离略超过10.又知甲、乙两种车型的刹车距离S与车速之间分别有如下关系:两车是否超速下列判断正确的是( )
A.甲车超速 B.乙车超速 C.甲车无法判断 D.乙车无法判断
【答案】BC
【分析】设甲的速度为,解不等式得到甲的速度范围;设乙的速度为,解不等式得到乙的速度范围,即得解.
【详解】设甲的速度为
由题得,解得或;
设乙的速度为,
由题得,解得或.
由于,从而得,.
经比较知乙车超过限速,但无法判断甲车是否超过限速.
36.(25-26高一上·广东江门·期中)为摆脱美国政府针对中国高科技企业的封锁,加强自主性,某企业计划加大对芯片研发部的投入,据了解,该企业研发部原有100名技术人员,年人均投入a万元,现把原有技术人员分成两部分:技术人员和研发人员,其中技术人员x名(且),调整后研发人员的年人均投入增加,技术人员的年人均投入调整为万元.
(1)要使这名研发人员的年总投入不低于调整前100名技术人员的年总投入,求调整后的技术人员的人数最多多少人?
(2)是否存在这样的实数m,使得技术人员在已知范围内调整后,同时满足以下两个条件:①技术人员的年均投入始终不减少;②研发人员的年总投入始终不低于技术人员的年总投入.
【答案】(1)
(2)存在
【分析】(1)根据题意直接列出不等式可求解;
(2)由①可得,由②可得,分别利用函数单调性和基本不等式即可求解.
【详解】(1)依题意可得调整后研发人员的年人均投入为万元,
则,即,解得,
又且,所以调整后的技术人员的人数最多75人.
(2)由①,即技术人员的年均投入始终不减少,则有,解得,
由②,即研发人员的年总投入始终不低于技术人员的年总投入,
则有,两边同除以,得到,整理得到,
故有,
又,当且仅当,即时取等号,所以,
又因为,当时,取得最大值7,所以,
即存在这样的满足条件,使得其范围为.
37.(25-26高一上·上海青浦·期中)第六届中国国际进口博览会将于2023年11月5日至10日在国家会展中心(上海)举行,主题为“新时代共享未来”,届时将有很多展客商参与.为了解路况,现经过长期观测得到:在交通繁忙的时段内,某公路段汽车的车流量(千辆/小时)与汽车的平均速度(千米/小时)之间的函数关系为:.
(1)在该时段内,当汽车的平均速度为多少时,车流量最大?最大车流量为多少?(保留分数形式)
(2)若要求在该时段内车流量超过10千辆/小时,则汽车的平均速度应在什么范围内?
【答案】(1)当时,车流量最大,最大车流量约为千辆/时;
(2)汽车的平均速度应大于且小于.
【分析】(1)化简得,再利用基本不等式求解;
(2)解不等式即得解.
【详解】(1)解:依题得.
当且仅当,即时,等号成立,
(千辆/时).
当时,车流量最大,最大车流量约为千辆/时;
(2)由条件得,因为,
所以整理得,即,解得.
如果要求在该时段内车流量超过10千辆/时,则汽车的平均速度应大于且小于.
38.(25-26高一上·湖北襄阳·期中)中华人民共和国第14届冬季运动会将于2024年2月17日至2月27日在内蒙古自治区呼伦贝尔市举行,某公司为了竞标配套活动的相关代言,决定对旗下的某商品进行一次评估.该商品原来每件售价为25元,年销售 8万件.
(1)据市场调查,若价格每提高1元,销售量将相应减少0.2万件,要使销售的总收入不低于原收入,该商品每件定价最多为多少元?
(2)为了抓住此次契机,扩大该商品的影响力,提高年销售量,公司决定立即对该商品进行全面技术革新和营销策略改革,并提高定价到元.公司拟投入 万元作为技改费用,投入50万元作为固定宣传费用,投入 万元作为浮动宣传费用.试问:当该商品改革后的销售量 至少应达到多少万件时,才可能使改革后的销售收入不低于原收入与总投入之和?并求出此时商品的每件定价.
【答案】(1)40元;
(2)至少应达到10.2万件,每件定价30元.
【分析】(1)设每件定价为t元,由题设有,解一元二次不等式求范围,即可确定最大值;
(2)问题化为时,有解,利用基本不等式求右侧最小值,并确定等号成立条件,即可得到结论.
【详解】(1)设每件定价为t元,依题意得,
则,解得,
所以要使销售的总收入不低于原收入,每件定价最多为40元
(2)依题意,时,不等式有解 ,
等价于时,有解,
因为(当且仅当时等号成立),
所以,此时该商品的每件定价为30元,
当该商品明年的销售量至少应达到10.2万件时,才可能使明年的销售收入不低于原收入与总投入之和,此时该商品的每件定价为30元.
考点八 二次函数的图象分析与判断
39.(25-26高一上·山东潍坊·开学考试)(多选)如图,抛物线与x轴交于点,点,下列结论正确的为( )
A. B.
C. D.
【答案】BCD
【详解】由图象知,,对称轴为,由对称轴公式得,
解得,
抛物线与轴交于轴正半轴,则时,,
则,故A错误;
由可得,故B正确;
抛物线与轴有2个不同交点,故一元二次方程有两个不等实根,
则,故C正确;
当时,,即是时的函数值,
由图象可知,时,,且,
故,故D正确.
40.(25-26高一上·广东揭阳·开学考试)如图,已知二次函数的图象顶点在第一象限,且经过、两个点.则下列说法正确的是:( )
①;②;③;④.
A.①②④ B.①③④ C.②③④ D.①②③④
【答案】D
【分析】根据图象结合一元二次函数的性质逐项判断即可.
【详解】由图象可知,二次函数图象开口向下,则,图象与轴交点为,所以,顶点在第一象限,对称轴,
又,所以,所以,①说法正确;
因为图象经过、两个点,所以,
解得,因为,,所以,②说法正确;
由得,即,③说法正确;
因为图象顶点在第一象限,且经过,由二次函数的对称性可知与轴另一个交点的横坐标在上,
所以当时,,又,,,
所以,即,④说法正确.
41.(25-26高一上·福建厦门·开学考试)(多选)如图,二次函数的图象与x轴交于点,与y轴交于点B,对称轴为直线,则( )
A. B.
C.若实数,则 D.若,则
【答案】BCD
【分析】由图可分析符号即可判断A;根据对称性可知函数与x轴交于另一点,代入可得,然后可确定B;由及,结合二次函数即可判断C;根据题意可得代入即可计算.
【详解】由图可知,,时,,所以,故A错误;
因为与x轴交于点,对称轴为,所以与x轴交于另一点,
则,又,所以,故B正确;
因为,,所以,故C正确;
因为是函数的零点,所以,
则,即,
又,所以,故D正确;
故选:BCD.
42.(25-26高一上·福建厦门·开学考试)(多选)抛物线的顶点坐标为,其大致图象如图所示,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.若方程有两个根,且;则
D.若方程有四个根,则这四个根的和为4
【答案】BCD
【分析】由题可知,,,然后根据二次函数图象与性质逐项判断即可.
【详解】由的顶点坐标为,则,则,
由抛物线图象开口向下,所以,所以,所以A错误;
,所以B正确;
令,则的两根为,且开口向下,
因为方程有两个根,且,
所以与的两交点为,所以,所以C正确;
,其对称轴为,
因为方程有四个根,分别为,
根据对称性知,所以这四个根的和为4,所以D正确.
故选:BCD
43.(25-26高一上·江西赣州·阶段检测)抛物线的部分图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】根据图象,结合二次函数的图象的开口方向、对称轴、 函数值、零点个数逐项判断即可.
【详解】抛物线的开口向下,,
抛物线的对称轴为,,,
抛物线与轴相交于正半轴,,,故A错误;
抛物线的对称轴为,,,故B错误;
由图象可知,当时,函数值小于0,即,
故C正确;
抛物线与轴有两个交点,,,故D错误.
故选:C.
44.(25-26高一上·广东广州·期末)(多选)如图,二次函数的对称轴为,且与轴交于点,则( )
A.
B.
C.的解集为
D.的解集为
【答案】BCD
【分析】根据二次函数的图象的开口、对称轴、零点,知,可判断A,B,由对称性知函数有两个零点,得,,代入不等式,结合求解,即可判断C,D.
【详解】对于A,由图象开口向下,得,故A不正确;
对于B,对称轴为,故对,
即,故B正确;
对于C,图像过点,由对称性得有两个零点,
所以,故,由,
,得,故的解集为,故C正确;
对于D,∵,,由,得
又,,解得,
∴的解集为,故D正确.
故选:BCD.
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